KR100349540B1

KR100349540B1 - 디스크 브레이크

Info

Publication number: KR100349540B1
Application number: KR1019980019973A
Authority: KR
Inventors: 충 재 이
Original assignee: 주식회사 만도
Priority date: 1998-05-30
Filing date: 1998-05-30
Publication date: 2002-11-18
Also published as: KR19990086816A

Abstract

본 발명은 디스크 브레이크에 관한 것으로, 그 목적은 SR 모터에 의해 전진하는 플런저를 통해 패드플레이트를 작동시킴으로써 유압라인 등을 제거, 전체적인 시스템을 간소화하며 제동력을 향상시키는 것이다.

본 발명에 따른 디스크 브레이크는 하우징(100)의 보어(110) 내부에서 전진하여 패드(510)를 디스크(600)에 압착시키는 플런저(200)가 마련되어 있는데, 이것을 브레이크패달(710)의 전기적 신호에 따라 구동되는 SR 모터(400)와 랙(210)과 피니언(300)을 이용하여 작동시키며 리턴스프링(220)을 통해 복원되도록 구성하였다. 따라서 별도의 브레이크 오일, 유압라인 등이 필요하지 않아 제조원가의 절감과 부품 교체가 용이하며, 제동작용이 신속하게 수행되는 이점이 있다.

Description

디스크 브레이크

본 발명은 디스크 브레이크에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 패드가 디스크에 압착되도록 작동시키는 플런저의 작동구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량에 장착되는 브레이크는 주행 중의 자동차를 감속하거나 정지 또는 정지 상태를 유지하기 위한 것으로, 주행 중의 운동에너지를 기계적인 마찰장치에 의해서 열에너지로 바꾸어 그의 마찰열을 대기 중에 방출하여 제동작용을 수행한다. 이러한 브레이크는 드럼식 유압 브레이크와 디스크식 유압 브레이크 등이 있는데, 디스크 브레이크는 드럼 대신에 휠과 함께 회전하는 원판형의 디스크를 양쪽에서 패드로 강하게 압박하여 제동력을 얻는 것으로, 도 1에 도시한 바와 같다.

종래 디스크 브레이크는 이에 도시한 바와 같이, 몸체를 이루는 캘리퍼 하우징(10)의 일측부에 실린더(11)가 형성되어 있고, 여기에 유압에 의해 진퇴운동하는 피스톤(20)이 내장되어 있다. 그리고 피스톤(20)에 의해 작동되는 한쌍의 패드플레이트(30,40)가 일정간격 이격되게 설치되어 있다. 패드플레이트(30,40)는 그 일면에 인너패드(31)가 부착된 인너패드플레이트(30)와 아웃터패드(41)가 부착된 아웃터패드플레이트(40)로 구별되는데, 인너패드플레이트(30)는 피스톤(20)과 접하여 작동한다. 그리고 이러한 인너패드(31)와 아웃터패드(41)사이에 일정한 간극을 두고 일부 삽입되어 휠(미도시)과 함께 회전하는 원판상의 디스크(50)가 구성된다.

한편, 하우징(10)의 타측부에는 아웃터패드플레이트(40)의 타측면을 감싸도록 핑거부(finger part,13)가 상부에서 하부로 절곡 연장되게 사출성형되어 있는데, 제동시 아웃터패드플레이트(40)를 밀어 아웃터패드(41)가 디스크(50)의 외측면에 밀착된다. 미설명부호 21은 제동작용 해제시 피스톤(20)을 복원시키는 시일이고, 12는 제동유압이 실린더(11) 내부로 전달되는 유입구이다.

이와 같이 구성된 디스크 브레이크를 갖춘 자동차가 주행하고 있는 상태에서 운전자가 브레이크패달(미도시)을 밟게 되면, 마스터실린더(미도시)로부터 제동유압이 발생하게 되고, 계속하여 이것은 유압라인(미도시)과 유입구(12)를 통해 실린더(11)로 전달된다.

따라서 유압에 의해 피스톤(20)이 전진함으로써, 피스톤(20)의 선단부가 인너패드플레이트(30) 중심부를 디스크(40) 측을 향해 밀고 이에 부착된 인너패드(31)가 순간적으로 디스크(50)에 압착된다. 아울러 실린더(11)에는 유압이 잔존하기 때문에 캘리퍼 하우징(10) 자체가 반대방향으로 이동하게 됨으로써, 이것에 의해 핑거부(13)가 아웃터패드플레이트(40)를 디스크(50)측으로 밀게 되며, 이에 부착된 아웃터패드(41)가 디스크(50)에 압착되어 제동작용을 한다.

그리고 브레이크패달(미도시)을 놓으면 피스톤(20)은 시일(21)의 탄성력으로 인해 원위치로 복원되고, 다시 디스크(50)와 패드(31,41)가 일정간격 이격된다. 따라서 종래 디스크 브레이크는 실린더(11)내로 전달되는 제동유압에 의해 제동작용을 수행하게 된다.

그러나, 유압에 의해 작동하는 이러한 디스크 브레이크는 기압차를 이용하여 배력을 형성, 유압으로 전환하는 배력장치와 여기에서 발생된 배력을 통해 제동유압을 형성하는 마스터실린더가 필요하며, 브레이크 유압이 전달되는 유압라인 등 다수의 부품이 소요되어 제조원가가 상승하고, 부품수가 많은 관계로 고장 수리도 용이하지 못한 문제점이 있다.

또한, 브레이크패달의 작동으로해서 유압이 디스크 브레이크의 실린더까지 작용하는 동안 자동차가 진행되는 공주거리가 발생하여 사고발생율이 높게 된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 하우징의 보어 내부에서 전진하여 패드를 디스크에 압착시키는 플런저가 마련되어 있는데, 이것을 브레이크패달의 전기적 신호에 따라 구동되는 SR 모터와 랙과 피니언을 이용하여 작동시키며 리턴스프링을 통해 복원되도록 구성함으로써, 별도의 브레이크 오일과 유압라인 등이 필요하지 않는 디스크 브레이크를 제공하는 것이다.

도 1은 종래 디스크 브레이크의 측단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 디스크 브레이크의 개략적인 측단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 디스크 브레이크의 전기적인 구성만을 도시한 제어블럭도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*

100..하우징 110..보어

200..플런저 210..랙

220..리턴스프링 300..피니언

400..SR 모터 700..제어부

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 일측부에 보어가 형성된 캘리퍼 하우징, 보어에 진퇴운동 가능하게 마련되는 플런저, 플런저의 선단부와 접하도록 마련되어 플런저에 의해 연동하는 패드가 부착된 패드플레이트, 패드와 일정한 간극을 두고 설치되어 휠과 함께 회전하는 디스크를 갖춘 디스크 브레이크에 있어서,

플런저의 후단부에는 랙이 마련되어 있으며

플런저가 전진하도록 랙과 이물림되어 작동하는 피니언이 회전축 선단부에 마련된 SR 모터를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 디스크 브레이크의 전체적인 구성을 보인 개략도이고, 도 3은 SR 모터의 구동을 제어하는 제어부의 전기적인 구성만을 도시한 제어블럭도이다.

본 발명에 따른 디스크 브레이크는 이들에 도시한 바와 같이, 휠과 함께 회전하는 디스크(600)의 측면을 패드(510)가 압착하여 제동력을 발생하도록 구성되어 있다. 이를 위해 외형 몸체를 이루는 캘리퍼 하우징(100)에는 일측부에 보어(110)가 형성되어 있고, 일측면에 패드(510)가 부착된 패드플레이트(500)를 디스크(600)의 측면에 압착되도록 작동시키는 SR 모터(400,Switch Reluctance Motor)와 플런저(200) 등이 보어(110) 내부에 설치된다.

플런저(200)는 SR 모터(400)의 회전력이 랙(210,RACK)과 피니언(300,PINION)에 의해 직선왕복운동으로 변환되어 패드플레이트(500)를 작동시키는데, 이의 상세한 구조는 다음과 같다.

먼저, 원형봉상으로 이루어진 플런저(200)의 선단부는 캘리퍼 하우징(100)에서 연장 성형된 지지부(120)를 관통하여 패드플레이트(500)의 타측면 중심부와 접하면서 진퇴운동가능하게 구성되고, 플런저(200)의 후단부에는 랙(210)이 소정의 길이를 갖도록 연장되게 형성되어 있다. 그리고 랙(210)과 이물림결합되어 회전하는 피니언(300)이 SR 모터(400)의 회전축(410) 선단부에 결합되어 있어서, SR 모터(400)의 회전시 플런저(200)가 전진하게 되어 패드플레이트(500)를 디스크(600)측으로 밀게 된다.

그리고 플런저(200)의 중심부위에는 제동작용 해제시 이를 복원시키는 리턴스프링(220)이 설치되어 있다. 리턴스프링(220)은 일종의 코일스프링으로 구성되어 일단부가 랙(210)이 시작되는 플런저(200) 후측에 고정되어 있고, 타단부는 지지부(120) 내측면에 지지되어 있다. 이에 따라 제동작용시 플런저(200)가 전진하게 되면 리턴스프링(220)은 압축되고, SR 모터(400)의 구동이 중지되어 제동작용이 해제되면 리턴스프링(220)의 탄성 복원력에 의해 플런저(200)는 원래의 위치로 되돌아가게 된다.

한편, 운전자에 의해 조작되는 브레이크패달(710)과 모터구동부(720)를 통해 전류를 인가하는 제어부(700)에 의해 SR 모터(400)의 제어가 수행되는데, 제어부(700)의 구성은 다음과 같다.

먼저, 제어부(700)의 입력측에는 브레이크패달(710)의 밟는 정도를 감지하는 트레벌센서(미도시)가 전기적으로 접속되어 있고, 이의 출력측에는 브레이크패달(710)의 작동에 의해 입력된 신호에 의거, SR 모터(400)를 구동시키는 모터구동부(720)가 구성되어 있다.

따라서 운전자가 브레이크패달(710)을 밟아 제동신호가 입력되면, 제어부(700)에서는 SR 모터(400)가 구동되도록 모터구동부(720)를 통해 전류를 제어 공급한다. 반대로 브레이크패달(710)에서 발을 떼면 제어부(700)에서는 전류 공급을 차단하여 SR 모터(400)의 구동이 중지됨과 동시에 리턴스프링(220)에 의해 플런저(200)가 복원된다. 이 때, 브레이크패달(710)의 밟는 정도에 따라 SR 모터(400) 구동정도가 제어되도록 하는 것이 바람직하다.

다음에는 이와 같이 구성된 본 고안에 따른 디스크 브레이크의 작용 및 효과를 설명한다.

SR 모터(400)를 이용한 본 발명에 따른 디스크 브레이크가 장착된 자동차가 주행하고 있는 상태에서 운전자가 제어부(700)와 전기접속된 브레이크패달(710)을 밟게 되면, 제어부(700)에서는 모터구동부(720)를 통해 SR 모터(400)의 회전축(410)이 회전되도록 전류를 공급한다.

이에 따라 랙(210)과 이물림된 회전축(410) 선단부의 피니언(300)이 회전되면서 플런저(200)가 전진하여 패드플레이트(500)를 밀게 되고, 패드(510)가 디스크(600)의 측면에 마찰되어 제동작용이 수행된다. 이 때, 리턴스프링(220)은 지지부(120)와 플런저(200) 외주면 사이에서 압축된 상태를 유지한다.

그리고 운전자가 브레이크패달(710)에서 발을 떼면, 제어부(700)는 SR 모터(400)의 구동이 중지되도록 전류공급을 차단한다. 압축되어 있는 리턴스프링(220)의 탄성복원력에 의해 플런저(200)가 원래의 위치로 되돌아온다. 즉, 플런저(200)가 반대방향측으로 밀리면서 피니언(300)이 역방향으로 회전되어 랙(210)과 피니언(300)의 위치는 초기상태로 유지되고, 패드(510)는 디스크(600)로부터 이격되어 제동작용이 해제된다.

결국, 패드플레이트(500)를 작동시키는 매개체가 랙(210)이 마련된 플런저(200)와 전기를 이용한 SR 모터(400)의 피니언(300)이기 때문에, 브레이크패달(710)을 밟게 되면 디스크 브레이크는 순간적으로 제동작용을 수행하여 자동차의 공주거리가 짧아지며, 안티록 브레이크 시스템 등에 적용하기가 용이하다.

또한 별도로 배력을 형성하는 배력장치와 제동유압을 형성하는 마스터실린더, 유압라인 및 브레이크 오일 등 다수의 부품이 필요치 않아 제조원가의 절감 및 부품의 교체가 용이하고, 차체의 중량이 감소된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 디스크 브레이크는 하우징의 보어 내부에서 전진하여 패드를 디스크에 압착시키는 플런저가 마련되어 있는데, 이것을 브레이크패달의 전기적 신호에 따라 구동되는 SR 모터와 랙과 피니언을 이용하여 작동시키며 리턴스프링을 통해 복원되도록 구성하였다. 따라서 별도의 브레이크 오일, 유압라인 등이 필요하지 않아 제조원가의 절감과 부품 교체가 용이하며, 제동작용이 신속하게 수행되는 이점이 있다.

Claims

일측부에 보어(110)가 형성된 캘리퍼 하우징(100), 상기 보어(110)에 진퇴운동 가능하게 마련되는 플런저(200), 상기 플런저(200)의 선단부와 접하도록 마련되어 상기 플런저(200)에 의해 연동하는 패드(510)가 부착된 패드플레이트(500), 상기 패드(510)와 일정한 간극을 두고 설치되어 휠과 함께 회전하는 디스크(600)를 갖춘 디스크 브레이크에 있어서,

상기 플런저(200)의 후단부에는 랙(210)이 마련되어 있으며

상기 플런저(200)가 전진하도록 상기 랙(210)과 이물림되어 작동하는 피니언(300)이 회전축(410) 선단부에 마련된 SR 모터(400)를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.
제 1항에 있어서,

브레이크패달(710)을 밟아 제동신호가 입력되면 상기 플런저(200)가 전진하도록 상기 SR 모터(400)를 구동시키고 제동해제신호가 입력되면 상기 SR 모터(400)의 구동이 중지되도록 전류를 제어 공급하는 제어부(700),

상기 플런저(200)의 외주면에 설치되어 상기 SR 모터(400)의 구동이 중지되면 상기 플런저(200)를 복원시키는 리턴스프링(220)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 디스크 브레이크.